摘 要：文章基于ABAQUS对冷凝器支架进行了模态和强度分析，同时采集试验场实车加速度数据，试验结果表明，搓板路加速度较大，CAE分析结果满足要求，路试考核通过。
关键词：冷凝器支架；强度性能
1 引言
随着国家物流行业快速发展，商用车销量也随之大幅增长，而汽车冷凝器是汽车冷却系统重要组成部分，其强度性能对于整车冷却功能正常使用有着基础性影响[1]，良好的冷凝器支架结构强度，会有效的保证冷凝器系统性能功能高效实用，故研究冷凝器支架结构强度性能具有重要价值。
本文基于有限元法，采用Hyperworks和ABAQUS软件，采集了襄阳试验场实车加速度数据，对冷凝器系统进行了模态和强度分析，结果表明模态和强度满足目标要求，最终通过路试考核。
2 冷凝器加速度采集及分析
2.1 襄阳试验场耐久道路工况
襄阳汽车试验场是我国集室内零部件台架试验、整车试验、道路试验等于一体的综合性汽车产品研发基地，拥有可靠性试验路、强化腐蚀路等路面。本文研究的商用车开展的是坏路考核试验，主要包括扭曲路、石块路、条石路、搓板路、陡坡路等路面（图1）。
2.2 冷凝器支架加速度采集试验
本文利用LMS Test Lab设备对某商用车冷凝器进行了试验场加速度采集试验，采用了三向加速度计，布点2个，如图2所示，以获得散热器加速度激励响应数据。
2.3 加速度采集测试结果分析
本文在试验场综合坏路进行了冷凝器加速度采集试验，图3a-3d为两个测点在典型路况搓板路和凹坑路下的加速度测试数据，分析可得出冷凝器支架X向最大加速度3g，Y向加速度最大3g，Z向最大加速度6g，振动幅值较大。
图1 襄阳试验场路面
图2 冷凝器支架加速度布点位置
图3 冷凝器支架加速度测试结果图
3 冷凝器支架CAE优化分析
3.1 冷凝器系统CAE模态分析
结构系统固有模态频率及其模态振型是分析结构振动特性的基础，通过模态分析可以确定结构的振动特性[2]。
冷凝器支架的振动方程为[3]：
（1）式（1）中，[M]为结构总质量矩阵；C为阻尼矩阵；[K]为总刚度矩阵；
为加速度向量；{q}为位移向量。对应的特征值方程为：
（2）
式（2）中ω为结构固有频率，当支架固有频率和发动机怠速频率接近时，会发生共振，产生较大振幅，由于低阶频率对振动影响较大，因此仅求解该其前1阶固有频率。
本文采用ABAQUS软件建立冷凝器系统有限元模型，见图4，模型网格尺寸3mm，冷凝器本体质量4.5kg，在有限元模型中以质量点Mass单元模拟，约束冷凝器系统与车架连接位置全自由度，模态频率提取范围0-80Hz，支架材料为DC01，其屈服强度160MPa。
图4 冷凝器系统FEA模型
模态分析结果显示冷凝器系统一阶模态频率为16.07 Hz，满足目标值大于15Hz要求。
图5 冷凝器系统一阶模态分析结果
3.2 冷凝器系统CAE强度分析
本文基于冷凝器系统模态分析满足目标后，采用实测试验场加速度数据，进行强度分析，有限元模型如图6所示，根据测试得到的加速度峰值：X3g，Y3g，Z6g 校核分析冷凝器系统强度。
图6 冷凝器系统CAE强度模型
强度分析结果显示冷凝器支架X向3g工况下，支架最大应力为95.5MPa，Y向3g工况下，支架最大应力29.6MPa， Z向6g工况下，支架最大应力125.2MPa，小于DC01材料屈服强度160MPa，如图7所示，满足目标要求。
图7 冷凝器系统CAE强度分析结果
4 结论
本文基于Hyperworks和ABAQUS软件，对某商用车冷凝器支架进行了CAEA模态和强度分析，同时在试验场进行了加速度采集，分析了冷凝器支架在搓板路加速度峰值，CAE分析结果满足目标要求，同时路试考核验证通过。
